T09 – Siete LAN, WAN, VLAN
Vlastnosti
| okruh | TČOZ |
| stav | vypracované |
SIETE LAN, WAN, VLAN – topológie, intranet, extranet, základné charakteristiky siete, tradičné a konvergované siete, aritmetické operátory
LAN pokrýva malý priestor a spravuje ju organizácia, WAN prepája vzdialené LAN cez poskytovateľa. Intranet je interná sieť organizácie, extranet poskytuje vybraný prístup partnerom. Topológie sú hviezda, zbernica, kruh, strom a mesh; dnes prevažuje hviezda so switchom.
Základné charakteristiky siete
Počítačová sieť je sústava koncových zariadení, sieťových zariadení, prenosových médií a protokolov, ktoré umožňujú zdieľanie dát a služieb. Pri opise siete sledujeme najmä:
- rozsah a geografické pokrytie,
- prenosové médium a rýchlosť/šírku pásma,
- oneskorenie, priepustnosť a straty,
- topológiu a spôsob riadenia prístupu k médiu,
- adresovanie, smerovanie, dostupnosť a redundanciu,
- bezpečnosť, správu používateľov a škálovateľnosť.
LAN (Local Area Network) pokrýva miestnosť, budovu alebo areál; Ethernet a Wi-Fi v nej zvyčajne spravuje jedna organizácia. WAN (Wide Area Network) prepája vzdialené LAN cez prenajaté linky, internet alebo sieť poskytovateľa. Medzi nimi sa niekedy uvádza MAN pre mestský rozsah a PAN pre osobné zariadenia.
Topológie
- zbernicová — všetky zariadenia zdieľajú jeden kábel; je lacná, ale porucha chrbtice vyradí sieť a vznikajú kolízie,
- hviezdicová — zariadenia sú pripojené k centrálnemu switchu; ľahko sa spravuje, no výpadok centra zasiahne segment,
- kruhová — každý uzol má dvoch susedov; tok môže byť riadený jedným alebo oboma smermi,
- stromová/hierarchická — viac hviezd sa pripája do vrstiev prístupu, distribúcie a jadra,
- mesh (mriežková) — uzly majú viacero ciest; poskytuje redundanciu, ale je drahšia a zložitejšia,
- hybridná — kombinuje viac topológií podľa potrieb.
V dnešnej LAN prevláda hierarchická hviezda so switchmi a pri dôležitých spojoch sa dopĺňajú redundantné linky.
Intranet a extranet
Intranet je interná sieť organizácie s internými aplikáciami, súbormi a službami. Prístup majú iba zamestnanci alebo iné oprávnené účty. Extranet sprístupní vybranú časť zdrojov partnerom, dodávateľom alebo zákazníkom. Musí byť oddelený autentifikáciou, firewallom, VPN alebo aplikačnou bránou; nie je to otvorený internet.
VLAN v sieti
VLAN (Virtual Local Area Network) logicky rozdelí jednu fyzickú prepínanú sieť na viac samostatných broadcastových domén. Access port patrí do jednej VLAN, trunk prenáša viac VLAN a označuje rámce tagom IEEE 802.1Q. VLAN sa používa na oddelenie používateľov, serverov, hlasu alebo správy a zmenšuje rozsah broadcastov. Komunikácia medzi VLAN už vyžaduje router alebo multilayer switch; samotná VLAN nie je náhradou firewallu.
Tradičné a konvergované siete
Tradičná infraštruktúra mohla mať oddelenú sieť pre hlas, inú pre dáta a ďalšiu pre video. Konvergovaná sieť prenáša všetky tieto služby na spoločnej IP infraštruktúre. Znižuje počet technológií a zjednodušuje správu, ale vyžaduje QoS, dostatočnú kapacitu, segmentáciu a zálohovanie. Hlas a video sú citlivé na oneskorenie, jitter a stratu paketov, preto sa im prideľuje priorita.
Aritmetické operátory
Pri programovaní alebo výpočte parametrov siete používame:
+ sčítanie, - odčítanie, * násobenie, / delenie a % zvyšok po celočíselnom delení. V mnohých jazykoch existuje aj ++, --, zložené priradenie += a -=. Treba sledovať prioritu: násobenie, delenie a modulo sa vyhodnocujú pred sčítaním a odčítaním; zátvorky poradie spresnia. Pri celočíselnom delení môže byť výsledok skrátený, preto priemer alebo pomer často vyžaduje desatinný typ.
Porovnanie typov sietí
| PAN | LAN | MAN | WAN | |
|---|---|---|---|---|
| rozsah | ~10 m | budova, areál | mesto | krajina, svet |
| správa | používateľ | organizácia | operátor / mesto | poskytovateľ (ISP) |
| technológie | Bluetooth, USB | Ethernet, Wi-Fi | metro Ethernet, optika | MPLS, DSL, optika, 4G/5G, prenajatá linka |
| rýchlosť | nízka | vysoká (1–10 Gb/s) | vysoká | rôzna, drahšia |
Ďalej sa rozlišuje WLAN (bezdrôtová LAN) a SAN (sieť úložísk).
Prenosové médiá
| Médium | Dosah | Poznámka |
|---|---|---|
| krútená dvojlinka UTP Cat5e / Cat6 | 100 m | 1 Gb/s, Cat6A až 10 Gb/s; najbežnejšia v LAN |
| optika multimode | stovky m | LED/VCSEL, kratšie vzdialenosti v budove |
| optika singlemode | desiatky km | laser, chrbticové a WAN spoje, odolná voči rušeniu |
| bezdrôtové (Wi-Fi) | desiatky m | 2,4 / 5 / 6 GHz, zdieľané médium |
Hierarchický model siete
- Prístupová vrstva (access) – pripojenie koncových zariadení, VLAN, port security, PoE
- Distribučná vrstva – smerovanie medzi VLAN, ACL, redundancia
- Jadro (core) – rýchly prenos medzi časťami siete, vysoká dostupnosť
V menších sieťach sa distribúcia a jadro zlúčia (collapsed core, dvojvrstvový model).
Štyri vlastnosti spoľahlivej siete
- odolnosť voči chybám (fault tolerance) – redundantné cesty, pri výpadku sa nájde iná
- škálovateľnosť – sieť sa dá rozšíriť bez narušenia existujúcich služieb
- kvalita služby (QoS) – priorita pre hlas a video
- bezpečnosť – dôvernosť, integrita, dostupnosť
Riešený príklad – čas prenosu
Súbor 1 GB cez linku 100 Mb/s: 1 GB = 8 000 Mb, čas 8 000 / 100 = 80 s.
Pozor na rozdiel b (bit) a B (bajt): rýchlosť sa udáva v bitoch,
veľkosť súborov v bajtoch.
Aritmetické operátory v C#
int a = 7, b = 2;
Console.WriteLine(a + b); // 9
Console.WriteLine(a - b); // 5
Console.WriteLine(a * b); // 14
Console.WriteLine(a / b); // 3 – celočíselné delenie
Console.WriteLine(a % b); // 1 – zvyšok
Console.WriteLine((double)a / b); // 3.5 – pretypovanie na desatinné číslo
a += 3; // a = 10
a++; // a = 11
Console.WriteLine(2 + 3 * 4); // 14, nie 20 – násobenie má prednosť
Rozdiel a++ a ++a: pri x = a++ sa do x uloží pôvodná hodnota a až
potom sa a zvýši, pri x = ++a sa najprv zvýši a.
Praktické použitie %: párnosť čísla (n % 2 == 0) alebo veľkosť bloku podsiete.
Krátka ústna odpoveď
LAN je lokálna sieť, WAN spája vzdialené LAN. Topológia môže byť zbernica, hviezda, kruh, strom, mesh alebo hybrid; najčastejšia je hierarchická hviezda so switchmi. Intranet je interná sieť a extranet dáva obmedzený prístup partnerom. Tradičné siete oddeľovali hlas, dáta a video, konvergované ich prenášajú spoločne s QoS. Pri výpočtoch používam +, -, *, / a % s ohľadom na typ a prioritu operátorov.
Súvisiace poznámky (CCNA2)
M03 – VLANs · M12 – WLAN Concepts — rozcestník CCNA2 – SRWE
Pozri aj – CCNA3 ENSA
Kontrolné otázky
Aký je rozdiel medzi LAN a WAN?
LAN pokrýva malé územie, spravuje ju organizácia, je rýchla a lacná. WAN spája vzdialené LAN cez poskytovateľa, je pomalšia a drahšia.
Porovnaj hviezdicovú a mesh topológiu.
Hviezda: všetko cez centrálny switch, jednoduchá správa, ale centrum je slabé miesto. Mesh: viac ciest medzi uzlami, vysoká redundancia, drahá a zložitá.
Čo je intranet a extranet?
Intranet – interná sieť a služby len pre zamestnancov. Extranet – vybraná časť dostupná partnerom cez autentifikáciu, VPN alebo firewall.
Čo je konvergovaná sieť a čo potrebuje?
Jedna IP sieť pre dáta, hlas aj video. Potrebuje QoS, dostatočnú kapacitu a segmentáciu, lebo hlas a video sú citlivé na oneskorenie a jitter.
Aké vlastnosti má mať spoľahlivá sieť?
Odolnosť voči chybám, škálovateľnosť, QoS a bezpečnosť.
Opíš hierarchický model siete.
Prístupová vrstva (koncové zariadenia), distribučná (smerovanie medzi VLAN, ACL), jadro (rýchly prenos).
Čo vypíše 7 / 2 a 7 % 2 v C#?
3 (celočíselné delenie) a 1 (zvyšok).
Ako dlho trvá prenos 1 GB pri 100 Mb/s?
8 000 Mb / 100 Mb/s = 80 s.